專利名稱：用于電氣設(shè)備中穿越故障檢測的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于電氣設(shè)備中穿越故障檢測的方法和系統(tǒng)。
技術(shù)背景在諸如電力變壓器、母線、發(fā)電機(jī)等等的諸多電氣設(shè)備中，保護(hù)性 繼電系統(tǒng)使用差動(dòng)保護(hù)技術(shù)(有時(shí)位于智能電子設(shè)備(I.E.D.)中)來確 定電氣設(shè)備是否出現(xiàn)了內(nèi)部故障。電氣設(shè)備通常沿電力線設(shè)置，且具有 第一側(cè)和第二側(cè)，其中所述第一側(cè)與例如電源連接，輸入電流從該第一 側(cè)流入該設(shè)備，且電流通過所述第二側(cè)從該設(shè)備流出，例如流向負(fù)載。 圖1A示出了在正常狀態(tài)下運(yùn)行的單相變壓器200的一個(gè)實(shí)例。第一變 流器202位于第一線路側(cè)201上，而第二變流器203沿第二線路側(cè)204 設(shè)置。所述兩個(gè)變流器202和203使電力線上的高電流降低到適當(dāng)?shù)乃?平，用于通過通常作為I.E.D的一部分的差動(dòng)保護(hù)技術(shù)進(jìn)行處理。差動(dòng)保護(hù)技術(shù)比較源電流與負(fù)載電流之間的電流差。在正常運(yùn)行狀 態(tài)下，差動(dòng)電流(也稱為工作電流(IOP))的幅值大約為零。Irem和ires2 為所謂的約束電流(restraining current),其從原電流得出。本文中用于 電流的粗體字符號(如iop)為具有幅值及角度的矢量電流。差動(dòng)保護(hù)技術(shù)通常利用 工作電流I。p 與約束電流 丄res1 和IRES2的平均值之間的關(guān)系，尤其利用工作電流(IOT)與圖2所示的平均約束電流((Iresl+Ires2)/2)之間的比較關(guān)系。在圖2所示的特征運(yùn)行曲線上方的任何IOP值均指示出現(xiàn)了故障。當(dāng)電氣設(shè)備內(nèi)出現(xiàn)內(nèi)部故障狀態(tài)時(shí)，工作電流IoP的值增大；當(dāng)然， 高工作電流也可能是外部故障狀態(tài)的結(jié)果，所述外部故障狀態(tài)可導(dǎo)致變 流器飽和以及導(dǎo)致工作電流IoP達(dá)到峰值。圖1B示出了受外部故障狀態(tài) 影響的單相變壓器。圖1C示出了受內(nèi)部故障狀態(tài)影響的單相變壓器。 類似的狀態(tài)適用于三相變壓器。這里，應(yīng)理解，內(nèi)部和外部故障表示位于要保護(hù)的電力設(shè)備及周圍 的與其相關(guān)聯(lián)的變流器所限定的區(qū)域之內(nèi)或之外的故障。在運(yùn)行中，由內(nèi)部故障狀態(tài)導(dǎo)致的高工作電流要求與電氣設(shè)備直接 關(guān)聯(lián)的差動(dòng)保護(hù)單元的干預(yù)。相反，被看作且通常稱為"穿越故障狀態(tài)" 的外部故障狀態(tài)則不要求直接保護(hù)該設(shè)備的保護(hù)邏輯采取任何補(bǔ)救行 為，因?yàn)樵摴收喜皇窃O(shè)備內(nèi)部的故障。因此，需要提供一種能夠更好地對由電氣設(shè)備外部故障引起的高工 作電流(IOT)狀態(tài)和由電氣設(shè)備內(nèi)部故障引起的高工作電流(IOT)狀態(tài) 進(jìn)行辨別和區(qū)分的方案。發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于電力設(shè)備中故障檢測分析的方法，所 述電力設(shè)備與差動(dòng)保護(hù)單元在操作上相關(guān)聯(lián)，具有至少一個(gè)輸入側(cè)和一 個(gè)輸出側(cè)，輸入電流和輸出電流分別通過所述輸入側(cè)和所述輸出側(cè)流入 和流出該電力設(shè)備，所述方法包括產(chǎn)生各自表示所述輸入電流的第一信號和第二信號以及各自表示 所述輸出電流的第三信號和第四信號；產(chǎn)生各自表示所述輸入電流與所述輸出電流之間的關(guān)系的第五信 號和第六信號；將所述第一信號和所述第三信號與第一閾值相比較，且將所述第五 信號與第二閾值相比較，并且當(dāng)所述第一信號和所述第三信號超出所述 第一閾值且同時(shí)所述第五信號超出所述第二閾值時(shí)，產(chǎn)生指示所述電力設(shè)備的外部潛在故障的第一輸出信號；將所述第二信號和所述第四信號與第三閾值相比較，且將所述第六 信號與第四閾值相比較，并且當(dāng)所述第二信號和所述第四信號超出所述 第三閾值且同時(shí)所述第六信號超出所述第四閾值時(shí)，產(chǎn)生指示所述電力設(shè)備的外部潛在故障的第二輸出信號；以及當(dāng)經(jīng)過預(yù)定時(shí)段后指示所述電力設(shè)備的外部潛在故障的所述第一 輸出信號和所述第二輸出信號中的至少一個(gè)仍然存在時(shí)，產(chǎn)生禁用信號 以臨時(shí)禁用所述差動(dòng)保護(hù)單元。一種用于電力設(shè)備中故障檢測分析的系統(tǒng)，所述電力設(shè)備具有至少 一個(gè)輸入側(cè)和一個(gè)輸出側(cè)，輸入電流和輸出電流分別通過所述輸入側(cè)和 輸出側(cè)流入和流出所述設(shè)備，所述系統(tǒng)包括與所述電力設(shè)備在操作上相關(guān)聯(lián)的差動(dòng)保護(hù)單元；用于產(chǎn)生各自表示所述輸入電流的第一信號和第二信號、各自表示 所述輸出電流的第三信號和第四信號以及各自表示所述輸入電流與所述 輸出電流之間的關(guān)系的第五信號和第六信號的裝置；將所述第一信號和所述第三信號與第一閾值相比較的第一比較裝置；將所述第五信號與第二閾值相比較的第二比較裝置； 將所述第二信號和所述第四信號與第三閾值相比較的第三比較裝置；將所述第六信號與第四閾值相比較的第四比較裝置； 用于在所述第一信號和所述第三信號超出所述第一閾值且同時(shí)所 述第五信號超出所述第二閾值時(shí)產(chǎn)生指示所述電力設(shè)備的外部潛在故障 的第一輸出信號、或在所述第二信號和所述第四信號超出所述第三閾值且同時(shí)所述第六信號超出所述第四閾值時(shí)產(chǎn)生指示所述電力設(shè)備的外部 潛在故障的第二輸出信號的裝置；以及用于在經(jīng)過預(yù)定時(shí)段后指示所述電力設(shè)備的外部潛在故障的所述 第一輸出信號和所述第二輸出信號中的至少一個(gè)仍然存在時(shí)產(chǎn)生臨時(shí)禁 用所述差動(dòng)保護(hù)單元的信號的裝置。


結(jié)合以下說明書、所附的權(quán)利要求以及附圖，本發(fā)明的特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)得到更好的理解，在附圖中圖1A示意性地示出了在正常狀態(tài)下運(yùn)行的單相變壓器；圖1B示意性地示出了受外部故障影響的單相變壓器；圖1C示意性地示出了受內(nèi)部故障影響的單相變壓器；圖2圖示了差動(dòng)保護(hù)單元，例如根據(jù)本發(fā)明的電力系統(tǒng)中所使用的差動(dòng)保護(hù)單元使用的具有多個(gè)斜率的典型差動(dòng)元件運(yùn)行特征；圖3為沿電力線設(shè)置且連接至差動(dòng)保護(hù)單元的電力設(shè)備的示意圖；圖4為示意性表示本發(fā)明所述方法的實(shí)施例的例示性流程圖；圖5為示意性表示本發(fā)明所述方法和系統(tǒng)中所使用的電子電路的例示性框圖；圖6示出了本發(fā)明所述方法和系統(tǒng)中使用的基于約束電流相位比較 的穿越故障檢測特征；圖7示出了圖5所示的本發(fā)明所述方法和系統(tǒng)中所使用的電子電路的一部分。
具體實(shí)施方式
應(yīng)注意，為了清晰且簡明地揭示本發(fā)明，所述附圖不一定是按比例 繪制的，并且本發(fā)明的某些特征是以簡圖形式示出的。在以下描述和說明性實(shí)例中，對本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的描述是通過特定地參考其在電力變壓器中的應(yīng)用來進(jìn)行的，當(dāng)然，這并非意欲以任 何方式限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用于電力設(shè)備(例如電力線、電抗器、 發(fā)電機(jī)、母線等)的潛在應(yīng)用范圍。此外，在所述附圖和以下描述中，僅特定參考一個(gè)電相(electrical phase)，如A相，當(dāng)然，本發(fā)明的所述 方法和系統(tǒng)同樣適用于任何其它相。圖3示意性地示出了電力設(shè)備，如電力變壓器，在全文中以附圖標(biāo) 記10表示；所述電力設(shè)備沿電力線20 (如多相AC電力線)設(shè)置。電 力設(shè)備10具有至少一個(gè)輸入側(cè)11和至少一個(gè)輸出側(cè)12，其中，輸入電 流Iin通過輸入側(cè)11流入電力設(shè)備10，輸出電流1。ut通過輸出側(cè)12流出 電力設(shè)備10。電力設(shè)備10與差動(dòng)保護(hù)單元30操作上耦合。例如，差動(dòng)保護(hù)單元 30可為任何適合的電子繼電器或智能電子設(shè)備(正D)的一部分或者可 由任何適合的電子繼電器或IED構(gòu)成，且具有如圖2所示的典型的特征 運(yùn)行曲線。圖2所示曲線圖上方的值指示出現(xiàn)了故障，且通常將會(huì)使得 保護(hù)單元30使相關(guān)的斷路器跳閘從而斷開流經(jīng)電力設(shè)備10的電流。第 一變流器13和第二變流器14分別位于電力線20上的輸入側(cè)11和輸出 側(cè)12。圖3中所示的電力設(shè)備10只具有兩側(cè)連接11和12;當(dāng)然，取決 于其應(yīng)用，電力設(shè)備10可具有多于兩側(cè)的連接。例如，電源母線通常互 連多個(gè)電路，如發(fā)電機(jī)、傳輸線、變壓器等。在這些情況下，可以在電 力設(shè)備10的各個(gè)連接側(cè)均提供變流器。電力設(shè)備10周圍的變流器(在圖3所示的實(shí)例中為變流器13和14) 界定了這樣的區(qū)域在該區(qū)域內(nèi)部或外部出現(xiàn)的故障將分別被看作電力 設(shè)備IO本身的內(nèi)部故障或外部故障(也稱為"穿越故障")。因此，所述 變流器界定了待保護(hù)的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)部出現(xiàn)的故障為內(nèi)部故障，而該 區(qū)域外部出現(xiàn)的故障為外部或穿越故障。所述兩個(gè)變流器13和14使電力線20上的高電流降低到適當(dāng)?shù)乃?平，用于由圖5中整體以附圖標(biāo)記31示意性指示的電子電路進(jìn)行處理，所述電子電路通常為差動(dòng)保護(hù)單元30的一部分。所述兩個(gè)變流器13和14的輸出為到初始電路塊的輸入，所述初始 電路塊在圖5中由附圖標(biāo)記32示意性指示。如圖4所示，在本發(fā)明所述方法的步驟100中，在初始電路塊32 中產(chǎn)生各自表示輸入電流Iin的第一信號和第二信號以及各自表示輸出 電流I。ut的第三信號和第四信號。此外，在步驟101中，初始電路塊32 還產(chǎn)生各自表示輸入電流和輸出電流之間的關(guān)系的第五信號和第六信 號。所述第五和第六信號可表示輸入和輸出電流之間的相對關(guān)系，或者 可表示其組合。優(yōu)選地，所述第一信號和第二信號每一個(gè)表示流入電力設(shè)備10的 輸入電流Iin的相應(yīng)量，所述兩個(gè)相應(yīng)量彼此不同。同樣，所述第三信號 和第四信號表示流出電力設(shè)備10的輸出電流I。ut的兩個(gè)相應(yīng)量，且所述 兩個(gè)相應(yīng)量彼此不同。在本發(fā)明所述的方法和系統(tǒng)中，所述第一信號表示輸入電流Iin的幅 值；具體地，如圖7所示，其表示從輸入電流Iin本身得出的所謂的約束電流IRES1的幅值。具體地，IRES1表示流入電力設(shè)備10的電流的矢量(幅值和相位角)，并且其被提供作為電子電路31的輸入。而所述第三信號 表示輸出電流I。ut的幅值；具體地，如圖7所示，其表示從輸出電流I。ut本身得出的所謂的約束電流lRES2的幅值。同樣，IRES2表示流出電力設(shè)備IO的電流的矢量(幅值和相位角)，且其亦被提供作為電子電路31的輸入。所述第二信號和第四信號分別表示輸入電流Iin和輸出電流I。ut的幅值在預(yù)定的時(shí)段內(nèi)的變化。具體地，如圖7所示，所述第二信號和第四 信號指示約束電流Irem和Ires2各自的幅值在確定的時(shí)段(如2個(gè)周期)內(nèi)的變化(AIres!和AIres2)。所述第五信號表示在由輸入和輸出電流得出且表示所述輸入和輸出電流的矢量irew和IRES2之間形成的相位角a，其中，如圖6中的圖所 示，第一電流矢量(IreS1)被用作基準(zhǔn)。所述第六信號為對矢量IRES1和IRES2求和(IoP = lRESl + lRES2)所得 的工作電流I()P的幅值。如圖5中示意性的圖示，所述第一、第三和第五信號每一個(gè)被作為 輸入傳送至第一電路檢測塊33，而所述第二、第四和第六信號每一個(gè)被 作為輸入提供給第二電路檢測塊34。如圖4和7所示，隨后沿由電路塊33和34構(gòu)成的兩個(gè)獨(dú)立的分支 對每組三個(gè)的兩組信號進(jìn)行初始處理。在步驟102中，將所述第一和所 述第三信號兩者與第一閾值Ql相比較，而將所述第五信號與第二閾值a 相比較。步驟103大約與步驟102同時(shí)進(jìn)行，但是是由另一個(gè)電路檢測 塊34執(zhí)行，在步驟103中，將所述第二信號和第四信號與第三閾值Q2相比較，而將所述第六信號與第四閾值Imin相比較。優(yōu)選地，第一閾值Q1大于第三閾值Q2。具體地，將所述第一閾值 優(yōu)選地設(shè)為等于1.25 PU (單位量制度)，且將第三閾值Q2優(yōu)選地設(shè)為 等于1 PU，其中1 PU等于電力設(shè)備10的額定電流。而所述第二閾值是以角值表示；具體地，其界定了包含在士a度之間 的范圍，如上所述，《為在從輸出電流得出且表示所述輸出電流的第二 電流矢量與從輸入電流得出且表示所述輸入電流的第一電流矢量之間形 成的相位角，其中所述輸入電流被用作基準(zhǔn)。優(yōu)選地，cc可為介于45° 和135。之間的任何值，并且是在兼顧安全性和可靠性的基礎(chǔ)上根據(jù)應(yīng)用 要求選擇的。例如，a可設(shè)為等于70。。此外，所述第四閾值優(yōu)選等于電力設(shè)備10的預(yù)設(shè)的最小工作電流I:nin的幅值。當(dāng)所述第一信號和所述第三信號每一個(gè)超出第一閾值Ql時(shí)，將相應(yīng)的信號作為輸入發(fā)送至"與"門1。當(dāng)所述第一和第三信號同時(shí)超出第一閾值Q1時(shí)，所述"與"門1向第二"與"門2輸出相應(yīng)的信號。對所述第五信號也進(jìn)行處理，且如果其值降到由所述第二閾值定義的值之下，則 這種情況指示可能存在的檢測到的內(nèi)部故障。因此，將允許差動(dòng)保護(hù)單元30的干預(yù)，以便中斷通過電力設(shè)備10的電流。相反地，若所述第五信號的值超出所述第二閾值，即，其在所限定的范圍之外，則在相關(guān)的輸入端將相應(yīng)的信號發(fā)送至"與"門2。在實(shí)踐中，如圖6所示，使用IRES1作為基準(zhǔn)，關(guān)于lREM來繪制lRES2。若lRES2位于確定的相位角閾值之外，則判斷可能出現(xiàn)穿越故障狀態(tài)。在差動(dòng)保護(hù)區(qū)域內(nèi)存在三個(gè)或三個(gè)以上 連接側(cè)的情況下，IRES2將是除作為基準(zhǔn)的lREM之外的所有側(cè)的矢量和。 因此，當(dāng)所述第一和第三信號超出所述第一閾值且同時(shí)所述第五信 號超出所述第二閾值時(shí)，"與"門2在輸入端接收到所有兩個(gè)相應(yīng)的信號 并且產(chǎn)生指示電力設(shè)備10的外部潛在故障("穿越故障")的第一輸出信號。在步驟104中，將此第一輸出信號發(fā)送至"或"門3的輸入端，因此"或" 門3將被驅(qū)動(dòng)為高電平(或l)。在另一個(gè)分支電路34上，當(dāng)所述第二信號和第四信號每一個(gè)均超 出第三閾值Q2時(shí)，則相應(yīng)的信號被作為輸入傳送至"與"門6。此外，若 所述第六信號也超出所述第四閾值，則相應(yīng)的信號也被作為輸入傳送至 "與"門6。如圖7所示，當(dāng)工作電流IOT的值低于最小工作電流Imin的值 時(shí)，滿足超出所述第四閾值的條件。因此，當(dāng)所述第二和第四信號兩者 均超出第三閾值Q2且同時(shí)所述第六信號超出所述第四閾值時(shí)，"與"門6 在相關(guān)的輸入端接收所有相應(yīng)的信號并且在步驟105中產(chǎn)生指示所述電 力設(shè)備的外部潛在故障的第二輸出信號。此第二輸出信號也作為輸入發(fā) 送至"或"門3，所述輸入將"或"門3驅(qū)動(dòng)為高電平(或l)。當(dāng)"或"門3接收到所述第一輸出信號和/或第二輸出信號時(shí)，其將相 應(yīng)的信號作為輸入發(fā)送至塊35，其中塊35包括取樣器或拾取/釋放計(jì)時(shí) 器(pick up/drop out timer)。在步驟106中，保持從"或"門3接收到的作 為輸入的信號達(dá)預(yù)定時(shí)段X，其中X為例如半個(gè)周期。取樣器35對在 時(shí)段X內(nèi)接收到的信號進(jìn)行取樣。若經(jīng)過此時(shí)段X后，在輸入端處的信 號仍存在，這意味著存在指示所述電力設(shè)備的外部潛在故障的第一輸出 信號和/或第二輸出信號，則塊35輸出作為到"或"門4的輸入的信號，即，塊35將"或"門4的輸入信號驅(qū)動(dòng)為高電平(或l)。如圖7所示，"或"門4連接至存在的每個(gè)電相，并且，同樣地接收 來自所述每個(gè)電相的相應(yīng)的信號(若存在)。因此，若至少一相處于此外 部或穿越故障狀態(tài)，則在步驟107中，"或"門4被驅(qū)動(dòng)為高電平(或1)， 且通過"或"門4輸出禁用信號40，以便臨時(shí)禁用差動(dòng)保護(hù)單元30。由此， 差動(dòng)保護(hù)單元30的操作被禁止，從而在出現(xiàn)外部故障而非內(nèi)部故障時(shí)防 止發(fā)生補(bǔ)救行為。優(yōu)選地，在來自"或"門3的輸出信號消逝后，取樣器36餘'或"門4 驅(qū)動(dòng)為高電平(或l)，使得在預(yù)定時(shí)段Y內(nèi)禁用信號40被連續(xù)發(fā)送到 差動(dòng)保護(hù)單元30，其中Y為例如可達(dá)4個(gè)周期。這確保了穿越故障狀態(tài) 被檢測到并且被保持足夠長的時(shí)間以防止差動(dòng)保護(hù)單元30發(fā)生誤操作。通過本發(fā)明所述的方法和系統(tǒng)，可基于多種因素來檢測外部或穿越 故障，是安全操作需要和穩(wěn)定性需要之間一種很好的折衷。此外，所構(gòu) 思的方案允許識(shí)別不同工作狀態(tài)下的穿越故障狀態(tài)。例如，第二電路檢 測塊34允許識(shí)別在電氣瞬態(tài)，即快速變化狀態(tài)下出現(xiàn)的外部故障狀態(tài)。此外，在本發(fā)明所述的方法和系統(tǒng)中，可將禁用信號40(即來自"或" 門4的高電平信號或1)饋入反相器元件36和包括第二取樣器或拾取/ 釋放計(jì)時(shí)器的塊37的輸入端。第二取樣器37對在預(yù)定時(shí)段W內(nèi)從"或" 門4接收到的信號40進(jìn)行取樣，其中W例如為1個(gè)周期。在該時(shí)段W 消逝且在輸入端仍存在來自"或"門4的信號40 (高電平或l)時(shí)，取樣 器37輸出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號作為"與"門5的輸入。當(dāng)來自"或"門4的高電 平信號(或l)消逝后，取樣器37仍在預(yù)定時(shí)段Z內(nèi)向"與"門5連續(xù)饋 入驅(qū)動(dòng)高電平信號(或1 )，其中Z例如為4個(gè)周期。而反相器36使從"或" 門4接收到的信號反相。艮卩，若"或"門4產(chǎn)生的信號為高電平(或l)， 即，其對應(yīng)外部或穿越故障狀態(tài)，則反相器將此信號轉(zhuǎn)換為低電平(或 0)信號并且將其送出作為到"與"門5的輸入。相反，在禁用信號40消 逝，即來自"或"門4的輸出現(xiàn)在為低電平(或0)時(shí)，反相器36將該信號變?yōu)楦唠娖?或l)。因此，當(dāng)"與"門5從反相器36和取樣器37均接 收到高電平信號(或l)時(shí)，即在時(shí)段Z內(nèi)，其在步驟108中向保護(hù)單 元30的附加電路邏輯(未圖示)輸出相應(yīng)的命令信號，以便修改且具體 而言是提高差動(dòng)保護(hù)單元30本身的特征運(yùn)行曲線(如圖2所示)的斜率。 以此方式，差動(dòng)保護(hù)單元更加不受外部或穿越故障電流的影響。盡管己特定地結(jié)合電力變壓器的使用對本發(fā)明的方法和系統(tǒng)進(jìn)行 了描述，但是應(yīng)理解，所述方法和系統(tǒng)可用于任何其它適合的電力設(shè)備， 如電力線、發(fā)電機(jī)、電抗器、母線等。此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員從上述 描述將了解，無需進(jìn)行任何發(fā)明性的行為即可容易地想到前述作為一個(gè) 整體的電子電路31及其所有塊的構(gòu)造，包括所述電子的單個(gè)部件及其相 互連接。因此，在上述描述中未對這些內(nèi)容進(jìn)行具體的描述。應(yīng)當(dāng)理解，上述對本發(fā)明示例性實(shí)施方式的描述均是示例性的，而 非是窮舉的。本專業(yè)技術(shù)人員將能夠在不脫離本發(fā)明的精神或其范圍的 情況下對公開主題的實(shí)施方式進(jìn)行某些增加、刪除和/或修改，如在權(quán)利 要求中限定的那樣。
權(quán)利要求
1.一種用于電力設(shè)備中故障檢測分析的方法，其中，所述電力設(shè)備與差動(dòng)保護(hù)單元操作上相關(guān)聯(lián)，具有至少一個(gè)輸入側(cè)和一個(gè)輸出側(cè)，輸入電流和輸出電流分別通過所述輸入側(cè)和所述輸出側(cè)流入和流出所述電力設(shè)備，所述方法包括產(chǎn)生各自表示所述輸入電流的第一信號和第二信號以及各自表示所述輸出電流的第三信號和第四信號；產(chǎn)生各自表示所述輸入電流與所述輸出電流之間的關(guān)系的第五信號和第六信號；將所述第一信號和所述第三信號與第一閾值相比較且將所述第五信號與第二閾值相比較，當(dāng)所述第一信號和所述第三信號超出所述第一閾值且同時(shí)所述第五信號超出所述第二閾值時(shí)，產(chǎn)生指示所述電力設(shè)備的外部潛在故障的第一輸出信號；將所述第二信號和所述第四信號與第三閾值相比較且將所述第六信號與第四閾值相比較，并且當(dāng)所述第二信號和所述第四信號超出所述第三閾值且同時(shí)所述第六信號超出所述第四閾值時(shí)，產(chǎn)生指示所述電力設(shè)備的外部潛在故障的第二輸出信號；以及在經(jīng)過預(yù)定時(shí)段后仍存在指示所述電力設(shè)備的外部潛在故障的所述第一輸出信號和所述第二輸出信號中的至少一個(gè)時(shí)，產(chǎn)生禁用信號以臨時(shí)禁用所述差動(dòng)保護(hù)單元。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于故障檢測分析的方法，所述第一信號 和所述第二信號表示流入所述電力設(shè)備的所述輸入電流的兩個(gè)相應(yīng)的不 同量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于故障檢測分析的方法，其中，所述第 三信號和所述第四信號表示流出所述電力設(shè)備的所述輸出電流的兩個(gè)相 應(yīng)的不同量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于故障檢測分析的方法，其中，所述第一信號和所述第二信號分別由表示所述輸入電流的第一電流矢量的幅值 和所述第一電流矢量的幅值在確定時(shí)段內(nèi)的變化構(gòu)成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于故障檢測分析的方法，其中，所述第 三信號和所述第四信號分別由表示所述輸出電流的第二電流矢量的幅值 和所述第二電流矢量的幅值在確定時(shí)段內(nèi)的變化構(gòu)成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于故障檢測分析的方法，其中，所述第 五信號表示在表示所述輸入電流的第一電流矢量與表示所述輸出電流的 第二電流矢量之間形成的相位角a，其中所述第一電流矢量被用作基準(zhǔn)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于故障檢測分析的方法，其中，所述第 二閾值在士ot度之間，a在45。與135°之間。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于故障檢測分析的方法，其中，所述第 六信號表示對表示所述輸入電流的第一電流矢量和表示所述輸出電流的 第二電流矢量進(jìn)行求和獲得的矢量的幅值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于故障檢測分析的方法，其中，所述方 法包括在所述預(yù)定時(shí)段內(nèi)對指示所述電力設(shè)備的外部潛在故障的所述 第一輸出信號或所述第二輸出信號進(jìn)行取樣。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于故障檢測分析的方法，其中，在預(yù) 定時(shí)段內(nèi)連續(xù)產(chǎn)生所述禁用信號。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于故障檢測分析的方法，其中，所述 第一閾值大于所述第三閾值。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于故障檢測分析的方法，其中，所述 第一閾值等于1.25PU，其中，1PU等于所述電力設(shè)備的額定電流。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于故障檢測分析的方法，其中，所述 第三閾值等于IPU,其中，1PU等于所述電力設(shè)備的額定電流。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于故障檢測分析的方法，其中，所述 第四閾值等于所述電力設(shè)備的預(yù)設(shè)的最小工作電流。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于故障檢測分析的方法，進(jìn)一步包括在第一預(yù)定時(shí)段內(nèi)對所述禁用信號進(jìn)行取樣。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于故障檢測分析的方法，進(jìn)一步包括: 在所述禁用信號消失后的第二預(yù)定時(shí)段內(nèi)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的用于故障檢測分析的方法，其中，所述差動(dòng)保護(hù)單元具有特征運(yùn)行曲線，且在所述第二預(yù)定時(shí)段內(nèi)產(chǎn)生命令信 號以修改所述特征運(yùn)行曲線的斜率。
18. —種用于電力設(shè)備中故障檢測分析的系統(tǒng)，其中所述電力設(shè)備 具有至少一個(gè)輸入側(cè)和至少一個(gè)輸出側(cè)，輸入電流和輸出電流分別通過所述輸入側(cè)和輸出側(cè)流入和流出所述設(shè)備，所述系統(tǒng)包括 與所述電力設(shè)備操作上相關(guān)聯(lián)的差動(dòng)保護(hù)單元；用于產(chǎn)生各自表示所述輸入電流的第一信號和第二信號、各自表示 所述輸出電流的第三信號和第四信號以及各自表示所述輸入電流與所述輸出電流之間的關(guān)系的第五信號和第六信號的裝置；將所述第一信號和所述第三信號與第一閾值相比較的第一比較裝置；將所述第五信號與第二閾值相比較的第二比較裝置； 將所述第二信號和所述第四信號與第三閾值相比較的第三比較裝置；將所述第六信號與第四閾值相比較的第四比較裝置； 用于在所述第一信號和所述第三信號超出所述第一閾值且同時(shí)所述 第五信號超出所述第二閾值時(shí)產(chǎn)生指示所述電力設(shè)備的外部潛在故障的 第一輸出信號、或在所述第二信號和所述第四信號超出所述第三閾值且 同時(shí)所述第六信號超出所述第四閾值時(shí)產(chǎn)生指示所述電力設(shè)備的外部潛 在故障的第二輸出信號的裝置；以及用于在經(jīng)過預(yù)定時(shí)段后仍存在指示所述電力設(shè)備的外部潛在故障的 所述第一輸出信號和所述第二輸出信號中的至少一個(gè)時(shí)產(chǎn)生臨時(shí)禁用所 述差動(dòng)保護(hù)單元的信號的裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，所述差動(dòng)保護(hù)單元具有特 征運(yùn)行曲線，且所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于在所述禁用信號消失時(shí)在預(yù)定 時(shí)段內(nèi)產(chǎn)生命令信號以修改所述特征運(yùn)行曲線的斜率的裝置。
全文摘要
本發(fā)明針對用于電力設(shè)備中故障檢測分析的方法和系統(tǒng)，所述電力設(shè)備與差動(dòng)保護(hù)單元操作上相關(guān)聯(lián)。所述電力設(shè)備具有一個(gè)輸入側(cè)和一個(gè)輸出側(cè)，其中輸入電流和輸出電流分別通過所述輸入側(cè)和輸出側(cè)流入和流出所述電力設(shè)備。對表示輸入和輸出電流的信號進(jìn)行處理，以驗(yàn)證出現(xiàn)的故障是否位于所述電力設(shè)備的外部。在出現(xiàn)外部故障的情況下，將所述差動(dòng)保護(hù)單元禁用確定的時(shí)間段。
文檔編號G01R19/25GK101278452SQ200680036486
公開日2008年10月1日 申請日期2006年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月30日
發(fā)明者塞瑟拉曼·加內(nèi)桑, 拉坦·達(dá)斯, 約翰·M·彼得森 申請人:Abb技術(shù)有限公司